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碳酸锂的基础知识及产业链分析之二

(2)利用锂云母生产碳酸锂工艺:虽然锂辉石元素构成简单,含锂品位高且储量丰富,是矿石提锂的主要原料,但高寒高 海拔采选环境一定程度上限制了其工业化开发和利用;我国锂云母资源储量同样丰富,江西 宜春拥有世界上最大的伴生锂云母矿床,并且锂云母中含有价值很高的铷和铯,因此开发高 效提锂工艺对锂云母资源的综合利用具有重要意义,不同于锂辉石,锂云母化学成分复杂, 含锂品位较低,伴生有大约 2.14%的铷和 0.91%的铯,我国 55%的铷、铯资源来源于锂云母; 且锂云母含有 5%-10%的氟,会在提锂过程中产生锂损,影响锂的浸出;因此开发锂云母高效提锂工艺需综合考虑铷、铯的回收以及氟的影响。

 

           *目前国内开发的锂云母提锂主要工艺有硫酸盐焙烧法、石灰石烧结法、硫酸焙烧法几 种,目前应用较为成熟的硫酸盐焙烧法

 

 

*硫酸盐焙烧法的优点是:渣量只有硫酸焙烧法的 40%;氧化锂的回收率最高可达到 75%; 能耗较低,相当于石灰石烧结法的 35%。

*该工艺的不足也比较明显,辅料加入量大,成本较 6 高;该体系为硫酸盐体系,副产物需进一步分离;锂云母成分复杂,流程长;锂云母中钾、 铆、绝等贵重金属均未回收;渣的利用性是一个未知数。

 

 

 

(3)卤水提锂:在全球已探明的锂矿中,约 7 成锂资源赋存于盐湖卤水。与矿石提锂相比,盐湖卤水提 锂具有成本低、能耗小、污染少等优势。 盐湖卤水含有大量钠、钾、硼、钙、镁等碱金属的氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硼酸盐, 化学组分复杂。全球各大盐湖的组分差异明显,因而各盐湖提锂工艺也不同。卤水中常含有 大量的镁离子,其化学性质与锂极为相似,会严重干扰锂盐的分离提纯;因此降低镁锂比 对从卤水提锂有着至关重要的作用。

 

 

*与国外的盐湖水质相比,大多数中国的盐湖卤水锂资源具有镁锂比高、锂浓度较高等特 点,这更加增加了盐湖卤水提锂生产的难度。我国盐湖锂资源主要分布在西藏和青海两地。 西藏地区盐湖卤水品质高,但其盐湖资源分散,且西藏自然环境恶劣,配套基础设施缺乏, 不利于规模化生产。青海盐湖卤水大多为高镁锂比的卤水,锂资源开采的技术难度大。

 

*按照世界各地盐湖水质中锂含量和镁锂比大小特性,工业应用的提锂工艺方法主要有沉 淀法、萃取法、吸附法等。对于低镁锂比的卤水锂资源常用碳酸盐沉淀法提锂,通过投加石 灰去除卤水中的 Mg2+和 Ca2+干扰离子,得到富锂溶液,并进一步提纯从而获得碳酸锂产品, 如智利阿塔卡玛盐湖和美国银峰盐湖等。对于高镁锂比的盐湖卤水,如中国青海和西藏的大 部分盐湖及死海卤水,则常用铝酸盐沉淀法、吸附法和萃取法等。下表为全球典型富锂盐湖 提锂方法。

 

 

 

 

*无论采用锂矿还是盐湖卤水生产碳酸锂,或多或少都存在技术问题需要进一步解决和完 善。锂资源高效开发与综合利用是该行业的必然发展趋势,各生产企业在选择合适的生产工 艺时应该结合实际情况同时考虑原料来源,运输成本,能源消耗,废气、废渣、废水处理等 问题,以实现清洁、高效、综合利用的提锂过程。

3.2、 生产成本:锂资源种类较多,目前主要供应来自锂辉石、锂云母、卤水盐湖等,不同资源种类的成 本差异性较大;通常来讲,盐湖锂的成本最低,并且由于其生产周期长、产能爬坡慢的特点,在未来锂 需求快速增长的背景下,不能作为未来锂的主要来源。

1)对矿山锂资源的成本进行分析,采用标准普尔(以下简称“标普”)的数据统计,同时 结合行业项目的经验,得到碳酸锂的成本数据。

 

2)由上表可以看出,主流矿山的锂精矿生产成本集中在 4000 美元/吨 LCE(Lithium Carbonate Equivalent,碳酸锂当量)以下,折合人民币约 2.5 万元/吨 LCE,而成本较低的(如 Greenbushes)矿山,锂精矿成本则低至 1775 美元/吨 LCE,折合人民币约 1.15 万元/吨 LCE。 据了解,国内企业使用锂辉石制备碳酸锂的加工成本大约在 2 万元/吨 LCE。

3)也就是说,对 于主流矿山来说,碳酸锂的成本在 3.15 万-4.5 万元/t LCE 的范围内。对于锂云母精矿,标普 仅统计了江西宜春一座矿山的生产成本,其矿石生产成本为 4849 美元/t LCE,折合人民巾 约 3.15 万元/吨 LCE。锂云母采用传统工艺制备碳酸锂的加工成本较高,达到 4 万元/吨 LCE, 以此估算锂云母路线的碳酸锂全成本约 7.15 万元/吨 LCE,这是标普现有统计中现金成本最 高的资源端供应。

4)对于碳酸锂而言,由于行业的快速发展,在预测未来价格低谷时,不能仅以现行成本作 为价格托底的主要考量对象,还应考虑资源端成本的上涨因素,例如:国家出于资源保护主 义,提高锂矿的资源税;市场上行周期导致的资源溢价,提高了企业的资源获取成本;大宗 商品涨价,人工成本上涨,导致投资成本增加;碳中和以及 ESG(环境、社会和公司治理)要 求趋严,导致企业生产成本增加等。综合考虑,碳酸锂的筑底价格应高于目前的底部矿山成本.

3.3、碳酸锂的下游消费:碳酸锂的下游消费主要是工业级碳酸锂及电池级碳酸锂在市场上的应用。

1)工业级碳酸锂作为一种重要的工业化学品,广泛应用于电池、金属氧化物等行业。

2)与形 成至少三种水合物的碳酸钠不同,工业级碳酸锂只以无水的形式存在。

3)与其他锂盐相比,它 在水中的溶解度很低。从锂矿石的水提取物中分离出来的锂可以利用这种不良的溶解性。

4)工业级碳酸锂应用:

*作为其他锂化合物合成的原料试剂;

*用于陶瓷和电绝缘瓷的生产;

*制造用于喷气发动机的燃烧室和喷嘴的耐热陶瓷涂料;

*作为釉料、搪瓷、铝、铸铁和钢板的耐酸涂料;

*作为玻璃添加剂。与碳酸锂混合的玻璃具有较高的强度、耐大气性和高;

*作为铝制造业的焊剂(用于提高电解池的生产率);

*用作焊接铝镁的助焊剂;

*作为烟火混合物的一部分;

*燃料电池;

*作为水泥行业的添加剂,改善加速和快速固化过程;

*作为精神病学中的情绪稳定剂,主要用于治疗抑郁和抑郁;碳酸锂、二氧化硅等材 料形成低熔点熔剂。

电池级碳酸锂的化学成分纯度更高,包含的杂质更少,可以有效保证电池的性能。电池 级碳酸锂主要用于制备钴酸锂、锰酸锂、三元材料及磷酸铁锂等锂离子电池正极材料。随着 时代的不断发展,和能源形势的不断紧张,对电池的使用量越来越大,作为电池工业中的主 要原料碳酸锂其市场需要量也在不断增加。


 

 

发布时间:2023/6/23 8:21:01 查看:364次

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